BIM技术在建筑结构设计中的应用

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　　摘    要：在我国综合国力不断上升的前提下，群众对于建筑物的标准要求也不断增加，建筑结构的复杂和多样对建筑结构设计提出了更高的要求，尤其在设计质量和工作量方面。二维模型的结构设计已经无法满足现在建筑行业的要求，基于BIM技术结构设计的巨大优势已经在多个工程实践中得到验证。
　　关键词：BIM技术;建筑结构设计;应用
　　1  引言
　　在建筑行业蓬勃发展的今天，模块化、产业化等新型建筑形式不断增多，充分展现出建筑行业的快速发展现状，尤其是建筑的结构设计日渐有了更高的限定。对此，相应设计师应时刻更新自身的设计思维，并积极在建筑结构设计期间有机运用创新技术、崭新方法等，从而更高效的提升建筑整体的综合性能。由于BIM技术的运用，对工程建筑具有非常显著的价值效用，因此强化BIM技术在建筑结构设计中的应用尤其必要。
　　2  BIM技术概述
　　BIM技术是一种工程数据模型，以三维数字技术为基础集成了建筑工程项目的各种信息，因此，可以为建筑工程的设计和施工提供协调一致的信息，其中核心信息是建筑信息，具体内容包括参数化的图元和参数化修改。与传统技术相比，BIM技术可协调多个专业，将各专业的信息集成到一个平台上，并能实现多专业之间的信息共享，具有可视化、模拟性和协同化的典型特征。
　　3   BIM技术的特点
　　（1）设计模型的可视化。传统的基于CAD软件的建筑结构设计是二维平面设计，设计成果只能通过平面来展示，很难体现出立体结构的效果。（2）设计信息集成化。根据BIM基础模型，各个专业的设计可以将设计的参数如构建间的空间、尺寸、材料等信息输入到模型当中，实现各个专业间的高度集成。（3）可传递性。BIM技术可以在设计的各个数据之间建立有效和統一的关联，不需要设计人员去更新相关工作，若程序自动修改了某项数据或内容后，系统能够自动将修改内容反馈到与之关联的图元中，提高工作效率的同时减少了设计错误率。
　　4   BIM技术在建筑结构设计中的应用
　　4.1  前期设计
　　在前期设计阶段需要结合建筑具体情况进行初步规划，在应用BIM建模时需要明确好设计方案内容，包括施工过程、内容和技术等，并对这些参数进行仿真模拟对建筑结构最后效果进行预估，然后对不合理的地方进行改正。在初步完成设计后要利用BIM技术进行审核，修改不合理的设计点。同时对施工现场、各阶段和成本进行综合仿真模拟，保证工程能按期完成，在保证质量的同时也满足了经济性要求。由于本工程项目主体专业会影响原点文件的建立和整个项目的进展，所以必须落实主体专业的条件，并与结构专业相配合构建原点文件，并反馈到主体专业，最终再上传到服务器中。
　　4.2  创建全方位的项目样板
　　针对既定性建筑结构施行全面化设计时全方位、完整化项目样板的价值效用十分显著，该项设计主要运用有限的标准化处理方法对各类型的族、线型、字体、符合以及表达方式进行优化。另外，BIM技术的最大化运用可有机创建一个完整的项目样板，该方式从基础“根源”处极大降低了工作的循环往复性。此外，还需特别关注设计的速度，最大化地加快速率，逐步创建出一套契合于我国真实国情的设计标准，从而更好地为大多数普通或有特别要求的设计用户有效提供相对应的指导效用。
　　4.3  建筑整体结构设计
　　BIM技术突破了传统的建筑工程平面化设计方法，实现了建筑结构设计从二维图纸到三维模型的转变，并实现了传统的分布设计到多专业联合的协同设计，这对于建筑结构设计而言是巨大的进步。以最为常见的混凝土结构建筑整体结构设计为例，利用BIM技术中最常用的Revit软件可以有效实现建筑整体结构三维模型的建立，并可以在软件中输入预制构件的各项参数，形成完整的构件库，然后将这些构件组装起来完成建筑的整体结构设计，不但提高了设计效率，而且提升了建筑整体设计的空间合理性。于此同时，通过Revit软件的模型相关和模型匹配功能，可以建立两个模型之间的相关和对应关系，从而进行计算，省去了结构建模步骤。此外，在建筑施工中存在大量安装节点，如预制构件的连接、钢筋的布置、钢筋的连接形式等。这些内容是设计工作的重点，面对复杂的安装节点，单纯依靠二维图纸很难进行有效表达，但三维模型能直观地表达各个安装节点信息，不再需要大量的多角度图纸进行表述，降低了图纸设计量，并能给施工人员更加直观的指导，有利于提升施工效率和质量。
　　4.4  在建筑设计各专业协同中的应用
　　BIM技术在建筑结构设计中的应用，不是单靠某一项专业来完成的，它需要通过对多种不同专业的协同来完成建筑结构设计。因此，在设计环节中，加强各个专业之间的数据、信息的交流、汇总以及处理工作的协同，是提高建筑结构设计工作效率和完整性的重要方式。在实际的建筑结构设计中，BIM技术在信息交流、共享方面的应用主要体现在两个方面。一方面，是通过对中间数据问题的运用，向不同地方、不同设计软件完成对建筑模型搭建所需的各种数据何种参数信息的共享。另一方面，是通过数据库来完成把各项信息、资源在不同专业之间的共享传输，并融合了土建、装饰等多种与建筑有关的其他领域的专业信息，利用统一的数据处理模型来对这些专业信息进行整合、分析处理，确保信息整合的规范性和统一性，保证各种信息能够在不同专业、不同地点的系统中得到共享和利用效果最大化。
　　4.5  BIM模型
　　BIM模型是用于完成建设项目新的施工计划规定和混凝土楼板施工工作。例如，一栋三层别墅的BIM模型，整个别墅采用混凝土结构，柱下采用独立的机构，借助BIM技术，适合完成主体结构的模型和结构分析，还要协调不同专业之间的联系。该别墅中的BIM模型采用固定的方法来表示，并以我们生产的参数工程和标签族共同实现了水平法的全过程。在造型过程中，首先按照成型阶段完成别墅主要、大梁、板材、柱子等所需的构件，通过参数和部落标志完成相应的生产，制定出施工计划。设计师应在施工过程中完成相应的项目建设。结合自己的习惯，并在施工过程中配合地图集的标准计划，准备好相关文件，完成模型建设，通过创建共同的参数和标签族，这些都是为了方便其他图元素的一般信息参数的共同分享。一旦位置信息的一个变化，将改变信息，确保在BIM参数的一致性，一旦完成了BIM模型和群件文件，你可以从BIM计划和相关的细节，为了确保所提交的图纸的一致性，可以在计算机辅助设计时显示图纸。
　　4.6  BIM技术自动出图的功能
　　在对工程建筑项目进行设计的过程中，图纸的展现更为方便和直观，能够向人们动态式地展示建筑的不同结构，建筑图纸主要分为三种类型，分别数平面图纸、立体图纸以及三维视图等。传统设计过程中，主要采用人工方式对建筑图纸中不合理之处进行调整和完善，但是容易受到外在因素的干扰进而出现设计单位与施工单位数据信息不对称的现象。BIM技术的有效应用能够加强建筑设计模型与其相关数据信息之间的联系，保障设计方案的变更或者调整不会对双方的信息造成影响。
　　5  结语
　　综合来讲，BIM技术会明显提高建筑结构设计的效率和设计的质量，从长远的角度来看，BIM技术符合建筑设计企业质量管理的目标，会逐渐被整个设计行业大规模地应用。
　　参考文献：
　　[1] 涂劲松，李瑞霞.基于BIM技术的装配式剪力墙结构施工关键技术流程[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2018（3）：91～95.
　　[2] 韩风毅，林书帆.基于BIM技术的建筑节能结构协同设计[J].沈阳工业大学学报，2019（6）：710～714.
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